[實用新型]一種可旋噴嘴環渦輪增壓器

有效

• 申請號: 200820100844.3
• 申請日: 2008-12-04
• 公開（公告）號: CN201301731Y
• 公開（公告）日: 2009-09-02
• 發明（設計）人: 程信華;程幾江
• 申請（專利權）人: 重慶江增機械有限公司
• 主分類號: F01D17/16
• 分類號: F01D17/16;F02B37/24;F02C6/12
• 代理公司: 重慶弘旭專利代理有限責任公司
• 代理人: 周韶紅

技術領域

本實用新型涉及一種通過改變流量進行調節或控制的裝置，特別是涉及一種采用噴嘴葉片的渦輪增壓器。

背景技術

可旋噴嘴環渦輪增壓器的渦輪結構由進氣蝸殼、可繞軸心旋轉的噴嘴環葉片和葉輪組成。工作原理是：在柴油發動機轉速低、氣流量小時，旋轉噴嘴環葉片縮小噴嘴環開度，增大進入葉輪的氣流速度和入射角度，提高了葉輪轉速，增大壓氣機的出口壓力；在柴油發動機轉速高、氣流量大時，旋轉噴嘴環葉片開大噴嘴環開度，達到降低壓氣機出口壓力的目的。由于機車和覘船用柴油發動機的流量是道路車輛用柴油發動機的數十倍，采用可旋噴嘴環時控制執行器所需力矩和功率也將增大數十倍，控制執行器尺寸大，反向旋轉時沖擊力也大。為此，可采用增加葉片數目和縮短葉片弦長兩項措施。但是，增加葉片數目使控制執行器機構復雜，設計難度增大，工作壽命和可靠性降低；縮短葉片弦長使噴嘴環葉柵稠度遠遠低于最佳葉柵稠度值，噴嘴環葉柵損失增大；縮短葉片弦長還使噴嘴環葉柵無法構成喉道，大幅度降低了噴嘴環旋轉時的控制效果和控制精度。因此現有的可旋噴嘴環渦輪增壓器雖可以在道路車輛用柴油發動機上使用，但難以在機車和覘船上應用。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種控制執行器所需力矩和功率小的可旋噴嘴環渦輪增壓器。

本實用新型的目的是是通過以下技術方案實現的：包括進氣蝸殼、噴嘴環葉片、葉輪和噴嘴環底盤，其特征是：所述噴嘴環葉片包括分體設置的與所述噴嘴環底盤固定連接的葉片前段和可在所述噴嘴環底盤上轉動的葉片后段。葉片前段和葉片后段為分體式。當然，若選擇合適的材料，在理論上葉片前段與葉片也可一體設置。

所述葉片后段與所述噴嘴環底座具體的連接關系可以是：所述葉片后段通過轉軸與所述噴嘴環底盤活動連接，因此葉片后段可在噴嘴環底座上旋轉；所述轉軸穿過所述噴嘴環底盤上的圓孔伸出噴嘴環流道之外，與增壓器的可旋噴嘴環控制執行器剛性聯接，以傳遞控制葉片后段旋轉時所需要的扭轉力矩。

為減小氣流損失，并便于葉片后段的轉動，所述葉片前段的前端為外凸圓弧，尾端為內凹圓??；所述葉片后段的前端和尾端均為外凸圓弧。

為進一步便于葉片后段的轉動，葉片后段前端的圓弧與葉片前段尾端的圓弧為同心圓?。蝗~片后段前端圓弧的半徑小于葉片前段尾端圓弧的半徑；所述轉軸設置在所述葉片后段前端圓弧的圓心。

為簡化增壓器的結構，所述葉片前段與所述噴嘴環底盤設置為一體；所述葉片后段與所述轉軸設置為一體。

為增大所述噴嘴葉片喉道面積的調整范圍，所述葉片前段的長度小于所述葉片后段的長度。

為在控制氣流的同時減小氣流的損失，所述噴嘴環葉片的柵距與所述噴嘴環葉片的弦長之比為0.6~0.9，所述噴嘴環葉片的柵距與所述噴嘴環葉片的弦長之比最好為0.71。所述柵距為轉軸軸心相對于渦輪中心所在的圓周周長與噴嘴環葉片數量的比值。

為增大所述葉片后段的旋轉面積，所述噴嘴葉片的安裝角為45°~85°。如圖2所示，增壓器工作時，為改變喉道面積，葉片后段在控制執行器的控制下繞轉軸軸心相對于葉輪中心旋轉，當葉片后段繞轉軸軸心旋轉至某一特定位置時，葉片后段具有一個相對于葉輪中心的最小半徑R，以該最小半徑R上葉片后段上的點作葉片前段的前端圓弧的切線，該切線與轉軸中心和渦輪中心連線的夾角即為所述噴嘴葉片的安裝角γ。

為避免噴嘴環葉片完全關閉后對發動機的損壞，所述噴嘴環底座上還設置有防止所述葉片后段完全關閉的限位裝置，所述限位裝置可以是凸臺，也可以是螺釘，或者其他等效的裝置。

本實用新型的有益效果是：

(1)由于噴嘴環葉片包括分體設置的葉片前段和葉片后段，葉片前段與噴嘴環底座固定連接，葉片后段可繞噴嘴環底座旋轉，因此噴嘴環葉柵中氣流拆轉誘發的氣動力和扭矩大部份通過葉片前段由噴嘴環底盤承受，而調整喉道面積只需旋轉葉片后段即可，從而大幅度地降低了旋轉噴嘴環葉片所需要的扭轉力矩，使控制執行器尺寸變小，工作壽命和可靠性提高；另一方面，葉片前段前端的葉型結構角可根據蝸殼氣流出口角確定，因此可保證氣流永遠以最佳的進氣攻角將氣流導入葉柵槽道，從而避免了噴嘴環在小開度時的負攻角損失，有利于進一步改善內燃機的低速段性能；